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EP2011556A1 - Staubsaugerfilterbeutel - Google Patents

Staubsaugerfilterbeutel Download PDF

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Publication number
EP2011556A1
EP2011556A1 EP07013312A EP07013312A EP2011556A1 EP 2011556 A1 EP2011556 A1 EP 2011556A1 EP 07013312 A EP07013312 A EP 07013312A EP 07013312 A EP07013312 A EP 07013312A EP 2011556 A1 EP2011556 A1 EP 2011556A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
vacuum cleaner
fiber layer
fiber
filter bag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP07013312A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2011556B2 (de
EP2011556B1 (de
Inventor
Jan Schultink
Ralf Sauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eurofilters Holding NV
Original Assignee
Eurofilters Holding NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39227437&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2011556(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Eurofilters Holding NV filed Critical Eurofilters Holding NV
Priority to PL07013312T priority Critical patent/PL2011556T5/pl
Priority to AT07013312T priority patent/ATE505251T1/de
Priority to DE202007018376U priority patent/DE202007018376U1/de
Priority to DE502007006943T priority patent/DE502007006943D1/de
Priority to EP07013312.9A priority patent/EP2011556B2/de
Priority to ES07013312.9T priority patent/ES2360415T5/es
Priority to DK07013312.9T priority patent/DK2011556T4/en
Priority to CN2008800234793A priority patent/CN101754791B/zh
Priority to PCT/EP2008/005444 priority patent/WO2009007055A1/de
Priority to US12/667,651 priority patent/US8784525B2/en
Priority to RU2009145290/12A priority patent/RU2465806C2/ru
Priority to AU2008274606A priority patent/AU2008274606B2/en
Publication of EP2011556A1 publication Critical patent/EP2011556A1/de
Publication of EP2011556B1 publication Critical patent/EP2011556B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2011556B2 publication Critical patent/EP2011556B2/de
Active legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
    • A47L9/14—Bags or the like; Rigid filtering receptacles; Attachment of, or closures for, bags or receptacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1692—Other shaped material, e.g. perforated or porous sheets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Definitions

  • the invention relates to a vacuum cleaner filter bag with a composite material, in particular a disposable vacuum cleaner bag.
  • conventional vacuum cleaner filter bags generally have a bag wall of a plurality of filter material layers.
  • the filter material layers are, for example, layers of filter paper or nonwoven fabric.
  • the different layers meet different requirements.
  • layers can also be present, which increase the service life (dust storage capacity) of the filter bag, as well as layers that fulfill a protective function (for example, impact protection).
  • layers are necessary which give the filter bag stability without degrading the performance properties.
  • a dust filter bag which has a perforated inner layer in the form of a perforated film or a net.
  • This perforated inner layer serves to protect subsequent filter layers from sharp-edged particles, which in cross-section greater than 100 microns.
  • the perforations of the inner layer have a diameter of 100 microns.
  • a filter material with an air-permeable plastic film is made of EP 1 795 248 known, wherein the plastic film fulfills the function of a support layer and has a low air permeability of, for example, 1200 l / (m 2 s).
  • a dust bag with an intermediate layer between two filter layers is from the DE 201 10 838 known, wherein the intermediate layer serves to produce a separation of the filter layers, so that the filter layers are mutually displaceable.
  • the object of the present invention is to provide a vacuum cleaner filter bag which has a high mechanical stability, without obstructing the deployment of the bag during operation.
  • a vacuum cleaner filter bag with a composite material comprising a first layer of a net or a perforated film having an air permeability of at least 10,000 l / (m 2 s) and a first fiber layer of man-made fibers and / or vegetable fibers, with one side of the first Location is connected, provided.
  • a vacuum cleaner filter bag with a bag wall with a composite material of such a first layer having such a structure and air permeability and such a first fiber layer advantageously shows a high mechanical stability and good performance properties.
  • the man-made fibers may be staple fibers or continuous fibers, sometimes called filaments.
  • the vegetable fibers may, for example, be pulp fibers, in particular bamboo pulp fibers.
  • the vacuum cleaner filter bag may be a disposable bag.
  • the vacuum cleaner filter bag can be designed in particular in the form of a flat bag.
  • the network may be, for example, an extruded net or a woven net.
  • the first fiber layer can be connected to the first layer over its full area, for example by means of hotmelt.
  • the two layers are not mutually displaceable.
  • Full surface does not mean in this context that all the fibers are completely connected to each other, for example, fused, resulting in a film. Rather, it means that the layers are interconnected at a plurality of discrete locations, these locations being evenly distributed over the entire area of the layers.
  • the locations may be predetermined, for example in the case of a dot calender, or may not be predetermined, for example in the case of hot melt powder and a belt calender.
  • the first layer and the first fiber layer may in particular be connected in such a way that the structure of the first layer is undamaged, in particular not deformed. Therefore, a thermal bond by means of a smooth calender or belt calender and bicomponent fibers, meltbond fibers or hotmelt (hot melt adhesive) is advantageous.
  • the first layer may have a weight per unit area of 5 to 30 g / m 2 , in particular 7 to 20 g / m 2 , and / or a thickness of 0.1 to 1.5 mm, in particular 0.2 to 0.6 mm , This allows sufficient flexibility with high strength. If the first layer is provided in the form of a net, this may in particular have a weight per unit area of 5 to 30 g / m 2 , in particular of 7 to 20 g / m 2 . In the case of a first layer in the form of a perforated film, this may in particular have a weight per unit area of 15 to 30 g / m 2 .
  • the first layer may have an average hole cross-sectional area of 2 to 900 mm 2 , in particular of 5 to 30 mm 2 , and / or an air permeability of at least 11000 l / (m 2 s), in particular of at least 13000 l / (m 2 s), in particular of at least 15000 l / (m 2 s).
  • the first layer may in particular be a net with a mesh width of 2 mm to 30 mm.
  • the mesh size can be different or the same in different directions, for example in the x and y direction or in the machine direction and transversely to the machine direction.
  • the network may be a rectangular, in particular square, network.
  • the mesh size can be in particular between 2 x 2 mm and 30 x 30 mm.
  • the first layer may have a maximum tensile force in the machine direction and / or in the transverse direction of from 30 to 200 N, in particular from 40 to 110 N, and / or a maximum tensile force extension in the machine direction and / or in the transverse direction of from 10 to 70%, in particular from 10 to 30%. , exhibit.
  • the first fiber layer of the composite materials described may have fibers with a fineness of at most 5 dtex, in particular of at most 3 dtex.
  • the first fiber layer may in particular consist of such fibers.
  • a basis weight of less than 15 g / m 2 , a thickness of less than 0.5 mm and / or a mesh size of less than 5 mm may optionally be particularly suitable. This applies, for example, to the case of household vacuum cleaners with relatively small bags (volume between 2 and 5 l). For commercially used vacuum cleaner bags, a higher basis weight and / or higher mesh sizes may be beneficial.
  • the composite materials described above may comprise a second fiber layer of chemical fibers and / or vegetable fibers, which is connected to the first layer on the side facing away from the first fiber layer.
  • the second fiber layer may in particular be connected to the first fiber layer; in particular fibers of the first fiber layer can be connected to fibers of the second fiber layer.
  • fibers of the first fiber layer in the holes, meshes or pores of the first layer may be connected to fibers of the second fiber layer.
  • the first fiber layer, second fiber layer and / or first layer may be connected to one another such that they are not movable relative to one another, in particular displaceable.
  • the second fiber layer may also have the properties and parameters as described for the first fiber layer.
  • the second fiber layer may comprise, for example, fibers with a fineness of at most 5 dtex, in particular of at most 3 dtex.
  • the properties and parameters of the second fiber layer can be selected independently of those of the first fiber layer.
  • the two fiber layers can also be designed the same.
  • the first and / or the second fiber layer in the material composites described above can be thermally, in particular by calendering, and / or connected by means of an adhesive to the first layer and / or the respective other fiber layer.
  • the calendering can be carried out flat (for example by means of a calender with smooth rollers or by means of a belt calender).
  • the adhesive may, for example, be hotmelt, in particular hotmelt powder.
  • Other connection methods, in particular thermal type, are possible.
  • the first and / or the second fiber layer may be formed in the form of a nonwoven layer or a nonwoven layer, in particular prior to bonding to the first layer.
  • nonwoven fabric is used according to the definition according to ISO standard ISO 9092: 1988 or CEN standard EN 29092.
  • a nonwoven fabric may in particular be dry or wet laid or an extrusion nonwoven, in particular a meltblown (melt-spun microfiber nonwoven fabric) or spunbond (filament spunbond fabric).
  • meltblown meltblown
  • filament spunbond filament spunbond fabric
  • wet-laid nonwovens and conventional wet-laid paper is made according to the above definition, as used by the International Association Serving the Nonwoven and Related Industries EDANA (www.edana.org).
  • EDANA www.edana.org
  • loose fibers may be laid down on a net or a perforated film and then joined thereto, for example by means of calendering.
  • the thermal connection occurs, for example, either in that the net comprises bicomponent material or the staple fibers bicomponent fibers include; the other layer may then comprise mono- or bicomponent material.
  • B. Hotmelt sprayed on the compound or hotmelt powder is spread or sprinkled. A separate solidification of the nonwoven layer is not required.
  • the fiber layer thus does not have to form an independent and stable filter layer; only in combination or in combination with the first layer (mesh or foil) the required stability is obtained.
  • first and / or the second fiber layer in the form of a, in particular carded, nonwoven layer or nonwoven layer may be formed from staple fibers. Fibers of the first and / or second fiber layer can protrude into the holes, meshes or pores of the first layer.
  • the first and / or second fiber layers may each be a dry-laid or wet-laid nonwoven layer or nonwoven layer, an extrusion nonwoven layer or an extrusion nonwoven layer.
  • first layer and / or fibers of the first and / or second fiber layer may have a bicomponent structure.
  • a fiber layer may comprise fusing fibers.
  • the first fiber layer and / or the second fiber layer may have a weight per unit area of 5 to 60 g / m 2 , in particular of 5 to 30 g / m 2 . Due to the network fiber layers can thus be used with low basis weight, which are sufficiently stabilized by the network with high air permeability and low tendency to clog. In the presence of a first and a second fiber layer, the basis weights of the first and second fiber layers may each independently be between 5 and 30 g / m 2 .
  • the composite materials described above may comprise a third fiber layer of chemical fibers and / or vegetable fibers, in particular in the form of a nonwoven fabric layer, which is arranged on the first fiber layer on the side facing away from the first layer.
  • the composite materials described above may comprise a fourth fiber layer of chemical fibers and / or vegetable fibers, in particular in the form of a nonwoven layer, which is arranged on the third fiber layer on the side facing away from the first fiber layer.
  • the first, second, third and / or fourth fiber layers may each be a dry-laid or wet-laid nonwoven layer or an extrusion nonwoven layer, as described above, for example.
  • the first, second, third and / or fourth fiber layer can be designed differently.
  • the composite of the first layer and the first fiber layer, or first layer, first fiber layer and second fiber layer may (s m 2) having an air permeability of 2000 to 12,000 l / (m 2 s), in particular 4,000 to 10,000 l /.
  • the composite material may be located at the most downstream location of the bag wall of the vacuum cleaner filter bag.
  • the first layer or the first fiber layer can form the outermost layer of the bag wall of the vacuum cleaner filter bag.
  • the first layer or the first fiber layer is then the position of the vacuum cleaner filter bag located furthest downstream with respect to the air flow.
  • the filter bag has a high stability with good performance properties.
  • the composite material can in particular extend over the entire surface of the bag wall.
  • the connection can in particular be made over the entire surface.
  • the step of bonding may be thermal. It can basically be punctiform or flat. In particular, it can be done by means of a smooth calender roll or by means of a belt calender.
  • the step of bonding may thus comprise guiding by smooth calender rolls or a belt calender.
  • the steps of providing can be done by depositing the first layer on the first fiber layer or by depositing the first fiber layer on the first layer.
  • the first layer and / or the first fiber layer may have the properties and parameters described above in connection with the composite material.
  • the network may be an extruded network or a woven network.
  • the first fiber layer may in particular be a nonwoven layer.
  • the first layer having a weight per unit area of 5 to 30 g / m 2 , in particular 7 to 20 m 2 , and / or a thickness of 0.1 to 1.5 mm, in particular 0.2 to 0.6 mm, are provided.
  • the first layer can have an average hole cross-sectional area of 2 to 900 mm 2 , in particular 5 to 50 mm 2 , and / or an air permeability of at least 11000 l / (m 2 s), in particular of at least 13000 l / (m 2 s), in particular of at least 15000 l / (m 2 s).
  • the first fiber layer can have fibers with a fineness of at most 5 dtex, in particular of at most 3 dtex.
  • the first layer may be a mesh with a mesh size of 2 mm to 30 mm.
  • the methods described above may further comprise providing a second fiber layer of manmade fibers and / or vegetable fibers.
  • the second fiber layer is provided on the side of the first layer facing away from the first fiber layer.
  • the step of bonding may comprise bonding the second fiber layer to the first layer, in particular on the side facing away from the first fiber layer.
  • both fiber layers can be connected simultaneously to the first layer and / or to each other. This means that the provision of the two fiber layers and the first layer can take place before the joining step.
  • the step of bonding may be such that fibers of the first and second fiber layers are bonded together in the meshes or pores of the first layer. The connection can be made such that the first layer is completely enclosed by fibers of the first and / or second fiber layer.
  • the bonding step can take place thermally, in particular by means of calendering, and / or by means of an adhesive.
  • the thermal connection takes place, for example, either in that the net comprises bicomponent material or the staple fibers comprise bicomponent fibers and / or meltbonded fibers, and / or in that, for example, B. Hotmelt sprayed on the compound or hotmelt powder is spread or sprinkled. Other connection methods are possible.
  • the second fiber layer may have the properties and parameters described above in connection with the composite material.
  • the first and / or second fiber layers may each be a drained or wet laid nonwoven layer or an extrusion nonwoven layer.
  • the first and / or second fiber layer may in particular be a, in particular carded, staple fiber layer.
  • materials with the mentioned material parameters can likewise be used for the fiber layers and the first layer.
  • the invention also provides a composite material obtainable by the methods described above.
  • the invention further provides a method for producing a vacuum cleaner filter bag, comprising producing a composite material according to one of the methods described above and assembling the composite material to a vacuum cleaner filter bag.
  • At least one filter layer Before making up, at least one filter layer can still be provided. Then, a step of connecting the at least one filter layer with the composite material prior to assembly can take place.
  • the invention also provides a vacuum cleaner filter bag obtainable by the methods described above.
  • the air permeability is determined according to DIN EN ISO 9237: 1995-12.
  • the air permeability tester FX3300 from Texttest AG was used.
  • a differential pressure of 200 Pa and a test area of 25 cm 2 were used .
  • the basis weight is determined according to DIN EN 29073-1: 1992-08.
  • the method according to standard DIN EN ISO 9073-2: 1997-02 is used, wherein method A is used for an extruded net or a perforated foil.
  • the mean hole cross-sectional area is determined optically, for example by means of a measuring microscope or image analysis, wherein at least 100 holes or pores are averaged and for each hole the smallest cross-sectional area is used parallel to the base area.
  • the mesh size is determined according to DIN ISO 9044 as the distance between two adjacent webs or threads in the projection planes and in the middle of the mesh.
  • Fig. 1 shows schematically the structure of an exemplary composite material.
  • a first layer 101 is provided in the form of an extruded or woven net or a perforated foil.
  • Such an extruded network can be used, for example, according to DE 35 08 941 getting produced.
  • the company Conwed the networks R03650, RO5340 or Thermanet R03434 can be used.
  • the net R03650 has an air permeability greater than 15000 l / (m 2 s), a basis weight of 10.54 g / m 2 , a mesh size of 4.2 x 4.2 mm and a thickness of 0.3 mm on.
  • a suitable woven mesh is available under the number 3945/85 from Chavanoz Industrie.
  • the air permeability is more than 15,000 l / (m 2 s)
  • the basis weight is 17 g / m 2
  • the maximum tensile force is 50 N.
  • the apertured X220NAT film having an air permeability of 10500 l / (m 2 s), a thickness of 0.26 mm, a basis weight of 26 g / m 2 , a maximum tensile force of 60 N and a maximum tensile strength of 30%.
  • a first fiber layer 102 is connected.
  • This fiber layer may in particular comprise or consist of staple fibers or continuous fibers. Possible fibers are for example monocomponent fibers of polypropylene or polyester or bicomponent fibers.
  • the fiber layer 102 may also comprise melt fibers for subsequent bonding to the first layer.
  • firstly the first layer 101 can be deposited, after which depositing the first fiber layer 102 the first layer 101 takes place.
  • first the first fiber layer 102 can be deposited, on which then the first layer 101 is deposited.
  • a joining of the first layer 101 and the first fiber layer 102 can take place in various ways, wherein this connection can in principle be independent of the other layers of the composite material.
  • the two layers can be connected thermally, in particular by means of calendering.
  • at least one of the two layers on a thermoplastic component may comprise thermoplastic fibers, for example in the form of bicomponent fibers and / or in the form of attached melt fibers.
  • the first layer may comprise a thermoplastic polymer;
  • the first layer may be provided in the form of an extruded bicomponent network.
  • the calendering can be carried out in particular flat (with smooth rolls or a belt calender). By calendering, at least some of the fibers of the first fiber layer are bonded to the first layer.
  • the first layer 101 (for example, a mesh) may first be deposited.
  • a first fiber layer 102 in the form of a nonwoven layer of staple fibers is then deposited on this first layer.
  • the first layer and the first fiber layer are passed through a belt calender, whereby the fibers of the first fiber layer are thermally connected to each other and to the first layer.
  • fibers of the first fiber layer project into the pores or holes of the first layer.
  • first the first fiber layer 102 can be deposited and then sprayed with an adhesive, for example hotmelt. Thereafter, the first layer 101 is deposited and by a belt calender, so that an adhesive bond occurs.
  • an adhesive for example hotmelt
  • a meltblown layer can follow.
  • the third fiber layer 103 is connected to the first fiber layer 102 on the side facing away from the first layer 101 side. This connection can be effected, for example, thermally (in particular by a belt calender).
  • a further fiber layer 104 may additionally be provided.
  • This fiber layer can be, for example, a spunbond layer.
  • the fiber layer 104 may be connected, for example, thermally or by ultrasonic welding with the other layers.
  • the first layer 101 may be arranged as the outermost layer of the vacuum cleaner filter bag.
  • the first layer 101 is located downstream of the air flow in operation, which is indicated by the arrows in FIG Fig. 1 is illustrated.
  • the layers 101 and 102 may also be reversed, so that then the first fiber layer 102 would form the innermost layer in the prefabricated vacuum cleaner bag, followed by the first layer 101. This has the particular advantage that a snagging of the net or the film 101 would be avoided in the vacuum cleaner housing.
  • FIG. 1 For the bag wall of a vacuum cleaner filter bag, the in FIG. 1 shown material composite preferably further added material layers, as exemplified in FIGS. 2 and 3 are shown.
  • Fig. 2 schematically illustrates another example of a composite structure.
  • the first layer 202 which may be, for example, an extruded net, is connected on both sides to a second fiber layer 201 and a third fiber layer 203.
  • the fiber layers may in particular be carded nonwovens or extrusion nonwovens, but they may have different fibers or different parameters (such as basis weight and thickness). Alternatively, however, the two fiber layers may be the same. After depositing these three layers can then be made for example by means of a band calender, so that both fiber layers are connected to the intermediate first layer.
  • Upstream is a carded nonwoven layer 204 and a layer 205 formed by an extruded net or perforated film.
  • the meltblown layer can be analogous to the example in Fig. 1 be educated.
  • the innermost layer 205 is formed in the example shown by an extruded mesh or a perforated film and fulfilled in the first place Line a stabilization function.
  • the nonwoven layer 204 and the layer 205 may, for example, be connected to an engraving calender.
  • a connection with the composite material from the layers 201, 202 and 203 can be carried out thermally with the aid of hotmelt.
  • Fig. 3 schematically another embodiment of a composite material is illustrated.
  • both sides of an extruded net 302 are provided downstream with a nonwoven layer 301 and 303.
  • the nonwoven fabric layer 301 will form the outer layer.
  • the nonwoven fabric layers 301 and 303 are bonded to the extruded net 302 by a belt calender. This composite material can be obtained as described below.
  • Farther upstream are two meltblown layers 304 and 305, followed by a nonwoven layer 306 of electrostatically charged staple fibers.
  • the layers 304, 305 and 306 are joined together by calendering, for example by means of an ultrasonic calender, and the first three layers.
  • calendering for example by means of an ultrasonic calender, and the first three layers.
  • a laminate of an extruded net 308 follows, having on both sides a carded staple fiber layer 307 and 309, respectively.
  • a composite material as from the layers 301, 302, and 303 in the FIG. 3 consists of three layers.
  • two fiber layers are each arranged on one side of a first layer in the form of a network, so that the network is arranged between the two fiber layers.
  • the fiber layers are nonwoven layers, for example of staple fibers.
  • the net is placed between the two layers of nonwoven fabric.
  • the fiber layers and / or the net comprise one or more thermoplastic components.
  • the network consist of a monocomponent material, but the two fiber layers contain bicomponent fibers.
  • the fiber layers may also comprise melt fibers.
  • the network consists of bicomponent material.
  • an adhesive such as a hotmelt, may be provided.
  • thermoplastic components are fibers within the respective fiber layers, fibers of the two fiber layers connected to the network and fibers of a fiber layer with fibers of the other fiber layer.
  • the latter takes place through the meshes or pores of the net;
  • the fibers of the fiber layers so protrude into the mesh of the network and are connected together. In this way, a very stable composite is achieved whose layers are not mutually displaceable and in which the network is completely enclosed by the fibers of the two fiber layers.
  • the layers exemplified above can also be arranged in other ways and optionally joined together. Furthermore, it is understood that in the figures, neither the layers shown in a realistic dimensioning nor the microscopic arrangement of the fibers of the different layers is reproduced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Staubsaugerfilterbeutel mit einem Materialverbund umfassend eine erste Lage aus einem Netz oder einer gelochten Folie mit einer Luftdurchlässigkeit von wenigstens 10000 l/(m 2 s), eine erste Faserlage aus Chemiefasern und/oder pflanzlichen Fasern, die mit einer Seite der ersten Lage verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Staubsaugerfilterbeutel mit einem Materialverbund, insbesondere einen Wegwerfstaubsaugerbeutel.
  • Bei Staubsaugerfilterbeuteln geht die Entwicklung dahin, die Abscheideleistung und gleichzeitig die Standzeit zu erhöhen. Zu diesem Zweck weisen herkömmliche Staubsaugerfilterbeutel im Allgemeinen eine Beutelwand aus mehreren Filtermateriallagen auf. Bei den Filtermateriallagen handelt es sich beispielweise um Lagen aus Filterpapier oder Vliesstoff. Die verschiedenen Lagen erfüllen unterschiedliche Anforderungen. Neben den Lagen, die für die Abscheideleistung zuständig sind, können auch Lagen vor handen sein, die die Standzeit (Staubspeicherkapazität) des Filterbeutels erhöhen, sowie Lagen, die eine Schutzfunktion erfüllen (beispielsweise Prallschutz). Darüber hinaus sind Lagen notwendig, die dem Filterbeutel Stabilität verleihen, ohne die Gebrauchseigenschaften zu verschlechtern.
  • Verschiedene mögliche Filterstrukturaufbauten sind beispielsweise in der EP 0 960 645 beschrieben, bei denen in Luftströmungsrichtung eine Grobfilterlage vor einer Feinfilterlage angeordnet ist, so dass größere Partikel von der Grobfilterlage aufgehalten und kleinere Partikel in der Feinfilterlage eingelagert werden können. Die bisher eingesetzten Schutz- und Verstärkungslagen sind zwar in der Lage, dem Beutel die gewünschte Berstfestigkeit zu verleihen oder auch empfindliche Filterlagen vor Abrasion durch die auftreffenden Partikel zu schützen, haben aber auch Nachteile. Die Luftdurchlässigkeit des Filterbeutels und damit die maximale Saugleistung des Staubsaugers wird reduziert. Um empfindliche Lagen des Beutelmaterials (z. B. eine Meltblownlage) zu schützen, müssen relativ dichte Schutzlagen eingesetzt werden, die selber dazu neigen, durch Hausstaub zu verstopfen. Einige der klassischerweise eingesetzten Verstärkungs- oder Schutzlagen wie Papier sind nicht schweißbar und eignen sich daher nicht für die Verwendung in modernen Kunststoffvliesbeuteln.
  • Aus der DE 202 09 923 ist ein Staubfilterbeutel bekannt, der eine gelochte Innenlage in Form einer perforierten Folie oder eines Netzes aufweist. Diese gelochte Innenlage dient dazu, nachfolgende Filterlagen vor scharfkantigen Partikeln zu schützen, die im Querschnitt größer als 100 µm sind. Zu diesem Zweck haben die Perforationen der Innenlage einen Durchmesser von 100 µm.
  • Ein Filtermaterial mit einer luftdurchlässigen Kunststofffolie ist aus der EP 1 795 248 bekannt, wobei die Kunststofffolie die Funktion einer Stützschicht erfüllt und eine geringe Luftdurchlässigkeit von beispielsweise 1200 l/(m2 s) aufweist. Ein Staubbeutel mit einer Zwischenlage zwischen zwei Filterlagen (beispielsweise einem Filterpapier oder einem Nonwoven) ist aus der DE 201 10 838 bekannt, wobei die Zwischenlage dazu dient, eine Separierung der Filterlagen herzustellen, so dass die Filterlagen gegeneinander verschiebbar sind.
  • Angesichts des Stands der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Staubsaugerfilterbeutel bereitzustellen, der eine hohe mechanische Stabilität aufweist, ohne dass die Entfaltung des Beutels im Betrieb behindert wird.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Staubsaugertlterbeutel gemäß Anspruch 1.
  • Erfindungsgemäß wird somit ein Staubsaugerfilterbeutel mit einem Materialverbund umfassend eine erste Lage aus einem Netz oder einer gelochten Folie mit einer Luftdurchlässigkeit von wenigstens 10000 l/(m2s) und eine erste Faserlage aus Chemiefasern und/oder pflanzlichen Fasern, die mit einer Seite der ersten Lage verbunden ist, bereitgestellt.
  • Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass ein Staubsaugerfilterbeutel mit einer Beutelwand mit einem Materialverbund aus einer solchen ersten Lage mit einer derartigen Struktur und Luftdurchlässigkeit und einer solchen ersten Faserlage, in vorteilhafter Weise eine hohe mechanische Stabilität und gute Gebrauchseigenschaften zeigt.
  • Bei den Chemiefasern (Kunstfasem) kann es sich um Stapelfasern oder Endlosfasern, manchmal auch als Filamente bezeichnet, handeln. Bei den pflanzlichen Fasem (Naturfasern) kann es sich beispielsweise um Zellstofffasern, insbesondere Bambuszellstofffasern, handeln.
  • Bei dem Staubsaugerfilterbeutel kann es sich um einen Wegwerfbeutel handeln. Der Staubsaugerfilterbeutel kann insbesondere in Form eines Flachbeutels ausgebildet sein.
  • Das Netz kann beispielsweise ein extrudiertes Netz oder ein gewebtes Netz sein.
  • Die erste Faserlage kann insbesondere vollflächig, beispielsweise mittels Hotmelt, mit der ersten Lage verbunden sein. Damit sind die beiden Lagen nicht gegeneinander verschiebbar. Vollflächig bedeutet in diesem Zusammenhang nicht, dass alle Fasern miteinander vollständig verbunden, beispielsweise verschmolzen, sind, wodurch sich ein Film ergäbe. Es bedeutet vielmehr, dass die Lagen an einer Vielzahl von diskreten Stellen miteinander verbunden sind, wobei diese Stellen gleichmäßig über die gesamte Fläche der Lagen verteilt sind. Die Stellen können vorherbestimmt sein, beispielsweise im Falle eines Punkt- bzw. Gravurkalanders, oder nicht vorherbestimmt sein, beispielsweise im Falle von Hotmeltpulver und einem Bandkalander.
  • Die erste Lage und die erste Faserlage können insbesondere derart verbunden sein, dass die Struktur der ersten Lage unbeschädigt, insbesondere nicht deformiert, ist. Daher ist eine thermische Verbindung mittels eines glatten Kalanders oder Bandkalanders und Bikomponentenfasem, Schmelzbindefasern oder Hotmelt (Schmelzkleber) vorteilhaft.
  • Durch die Verbindung der beiden Lagen wird erreicht, dass die Höchstzugkraftdehnung gering wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die auf den Beutel wirkenden Kräfte vom Materialverbund aufgenommen und weitere Filtrationslagen nicht zu sehr belastet werden.
  • Die erste Lage kann ein Flächengewicht von 5 bis 30 g/m2, insbesondere 7 bis 20 g/m2, und/oder eine Dicke von 0,1 bis 1,5 mm, insbesondere 0,2 bis 0,6 mm, aufweisen. Dies erlaubt eine ausreichende Flexibilität bei hoher Festigkeit. Wird die erste Lage in Form eines Netzes vorgesehen, so kann dieses insbesondere ein Flächengewicht von 5 bis 30 g/m2, insbesondere von 7 bis 20 g/m2, aufweisen. Bei einer ersten Lage in Form einer gelochten Folie kann diese insbesondere ein Flächengewicht von 15 bis 30 g/m2 aufweisen.
  • Die erste Lage kann eine mittlere Lochquerschnittsfläche von 2 bis 900 mm2, insbesondere von 5 bis 30 mm2, und/oder eine Luftdurchlässigkeit von wenigstens 11000 l/(m2 s), insbesondere von wenigstens 13000 l/(m2 s), insbesondere von wenigstens 15000 l/(m2 s), aufweisen.
  • Die erste Lage kann insbesondere ein Netz mit einer Maschenweite von 2 mm bis 30 mm sein. Die Maschenweite kann unterschiedlichen Richtungen, beispielsweise in x-und y-Richtung bzw. in Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung, verschieden oder gleich sein. Bei dem Netz kann es sich um ein rechteckiges, insbesondere quadratisches, Netz handeln. Die Maschenweite kann insbesondere zwischen 2 x 2 mm und 30 x 30 mm liegen.
  • Die erste Lage kann eine Höchstzugkraft in Maschinenrichtung und/oder in Querrichtung von 30 bis 200 N, insbesondere von 40 bis 110 N, und/oder eine Höchstzugkraftdehnung in Maschinenrichtung und/oder in Querrichtung von 10 bis 70 %, insbesondere von 10 bis 30 %, aufweisen.
  • Die erste Faserlage der beschriebenen Materialverbunde kann Fasern mit einer Feinheit von höchstens 5 dtex, insbesondere von höchstens 3 dtex, aufweisen. Die erste Faserlage kann insbesondere aus solchen Fasern bestehen.
  • Die oben genannten Parameter können insbesondere an die Größe oder den Einsatzzweck des Staübsaugerfilterbeutels angepasst sein. So kann für die erste Lage beispielsweise ein Flächengewicht von weniger als 15 g/m2, eine Dicke von weniger als 0,5 mm und/oder eine Maschenweite von weniger als 5 mm gegebenenfalls besonders geeignet sein. Dies gilt beispielsweise für den Fall von Haushaltsstaubsaugem mit verhältnismäßig kleinen Beuteln (Volumen zwischen 2 und 5 l). Für gewerblich eingesetzte Staubsaugerbeutel können ein höheres Flächengewicht und/oder höhere Maschenweiten gegebenenfalls von Vorteil sein.
  • Die zuvor beschriebenen Materialverbunde können eine zweite Faserlage aus Chemiefasern und/oder pflanzlichen Fasern umfassen, die mit der ersten Lage an der der ersten Faserlage abgewandten Seite verbunden ist. Die zweite Faserlage kann insbesondere mit der ersten Faserlage verbunden sein; dabei können insbesondere Fasern der ersten Faserlage mit Fasern der zweiten Faserlage verbunden sein. Insbesondere können Fasern der ersten Faserlage in den Löchern, Maschen oder Poren der ersten Lage mit Fasern der zweiten Faserlage verbunden sein. Die erste Faserlage, zweite Faserlage und/oder erste Lage können derart miteinander verbunden sein, dass sie nicht gegeneinander bewegbar, insbesondere verschiebbar sind.
  • Die zweite Faserlage kann ebenfalls die Eigenschaften und Parameter aufweisen, wie sie für die erste Faserlage beschrieben sind. Die zweite Faserlage kann beispielsweise Fasern mit einer Feinheit von höchstens 5 dtex, insbesondere von höchstens 3 dtex, umfassen. Die Eigenschaften und Parameter der zweiten Faserlage können jedoch unabhängig von denen der ersten Faserlage gewählt werden. Die beiden Faserlagen können allerdings auch gleich ausgebildet sein.
  • Die erste und/oder die zweite Faserlage in den zuvor beschriebenen Materialverbunde können thermisch, insbesondere mittels Kalandrierens, und/oder mittels eines Klebemittels mit der ersten Lage und/oder der jeweils anderen Faserlage verbunden sein. Das Kalandrieren kann flächig (beispielsweise mittels eines Kalanders mit glatten Rollen oder mittels eines Bandkalanders) erfolgen. Bei dem Klebemittel kann es sich beispielsweise um Hotmelt, insbesondere Hotmeltpulver, handeln. Auch andere Verbindungsverfahren, insbesondere thermischer Art, sind möglich.
  • Die erste und/oder die zweite Faserlage können, insbesondere vor einem Verbinden mit der ersten Lage, in Form einer Vlieslage oder einer Vliesstofflage ausgebildet sein.
  • Der Begriff Vliesstoff ("Nonwoven") wird gemäß der Definition nach ISO Standard ISO 9092: 1988 bzw. CEN Standard EN 29092 verwendet. Ein Vliesstoff kann insbesondere trocken- oder nassgelegt oder ein Extrusionsvliesstoff, insbesondere ein Meltblown (schmelzgesponnener Mikrofaservliesstoff) oder Spunbond (Filamentspinnvliesstoff), sein. Die Abgrenzung zwischen nassgelegten Vliesstoffen beziehungsweise Nonwoven und herkömmlichem nassgelegtem Papier erfolgt gemäß der oben genannten Definition, wie sie auch von der International Association Serving the Nonwovens and Related Industries EDANA (www.edana.org) verwendet wird. Wenn also hier von Papier oder Filterpapier die Rede ist, ist damit (herkömmliches) nassgelegtes Papier gemeint, das in der oben genannten Definition von Vliesstoff ausgenommen ist. Unter einem Vlies ("Web") wird einen Lage von noch losen, d. h. unverbundenen, Fasern verstanden. Durch Verfestigen der losen Fasern kann dann ein Vliesstoff erhalten werden.
  • Somit können beispielsweise lose Fasern (z. B. Stapelfasern) auf einem Netz oder einer gelochten Folie abgelegt werden und dann damit, beispielsweise mittels Kalandrierens, verbunden werden. Die thermische Verbindung erfolgt beispielsweise entweder dadurch, dass das Netz Bikomponentenmaterial umfasst oder die Stapelfasern Bikomponentenfasern umfassen; die jeweils andere Lage kann dann Mono- oder Bikomponentenmaterial umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann z. B. Hotmelt zur Verbindung aufgesprüht oder Hotmeltpulver auf- oder eingestreut wird. Eine separate Verfestigung der Vlieslage ist dabei nicht erforderlich. Die Faserlage muss somit keine eigenständige und stabile Filterlage bilden; erst in Kombination oder im Verbund mit der ersten Lage (Netz oder Folie) wird die erforderliche Stabilität erhalten.
  • Es können insbesondere die erste und/oder die zweite Faserlage in Form einer, insbesondere kardierten, Vlieslage oder Vliesstofflage aus Stapelfasern ausgebildet sein. Fasern der ersten und/oder zweiten Faserlage können in die Löcher, Maschen oder Poren der ersten Lage ragen.
  • Die erste und/oder zweite Faserlage können jeweils eine trockengelegte oder nassgelegte Vlieslage oder Vliesstofflage, eine Extrusionsvlieslage oder eine Extrusionsvliesstofflage sein.
  • Als Materialien für Fasern der Faserlagen und/oder für die erste Lage kommen grundsätzlich verschiedenste Kunststoffe in Frage; auch natürliche Fasern, beispielsweise Zellstofffasern, können verwendet werden. Mögliche Materialien sind beispielsweise Polypropylen oder Polyester. Weiterhin können die erste Lage und/oder Fasern der ersten und/oder zweiten Faserlage eine Bikomponentenstruktur aufweisen. Die Verwendung von Bikomponentenfasern in der ersten Faserlage oder beispielsweise von einem Bikomponentennetz, d.h. einem Netz, dessen Fasern einen Bikomponentenaufbau aufweisen, ermöglicht insbesondere eine einfache thermische Verbindung der ersten Lage und der ersten Faserlage. Alternativ oder zusätzlich kann eine Faserlage Schmelzbindefasem ("fusing fibers") umfassen.
  • Die erste Faserlage und/oder die zweite Faserlage können eine Flächengewicht von 5 bis 60 g/m2, insbesondere von 5 bis 30 g/m2 aufweisen. Aufgrund des Netzes können somit Faserlagen mit geringem Flächengewicht verwendet werden, die durch das Netz mit hoher Luftdurchlässigkeit und geringer Verstopfungsneigung ausreichend stabilisiert werden. Bei Vorhandensein einer ersten und einer zweiten Faserlage können die Flächengewichte der ersten und zweiten Faserlage jeweils unabhängig voneinander zwischen 5 und 30 g/m2 liegen.
  • Die zuvor beschriebenen Materialverbunde können eine dritte Faserlage aus Chemiefasern und/oder pflanzlichen Fasern, insbesondere in Form einer Vliesstofflage umfassen, die an der ersten Faserlage auf der der ersten Lage abgewandten Seite angeordnet ist. Durch eine geeignete Wahl der Filterparameter der verschiedenen Lagen lassen sich somit die gewünschten Filtereigenschaften einstellen.
  • Die zuvor beschriebenen Materialverbunde können eine vierte Faserlage aus Chemiefasern und/oder pflanzlichen Fasern, insbesondere in Form einer Vliesstofflage umfassen, die an der dritten Faserlage auf der der ersten Faserlage abgewandten Seite angeordnet ist.
  • Die erste, zweite, dritte und/oder vierte Faserlage können jeweils eine trockengelegte oder nassgelegte Vliesstofflage oder eine Extrusionsvliesstofflage sein, wie sie beispielsweise zuvor beschrieben wurden. Die erste, zweite, dritte und/oder vierte Faserlage können jedoch unterschiedlich ausgebildet sein.
  • Der Verbund aus erster Lage und erster Faserlage oder aus erster Lage, erster Faserlage und zweiter Faserlage kann eine Luftdurchlässigkeit von 2000 bis 12000 l/(m2s), insbesondere 4000 bis 10000 l/(m2 s), aufweisen.
  • Das Materialverbund kann an der am weitesten stromabwärts liegenden Stelle der Beutelwand des Staubsaugerfilterbeutels angeordnet sein. Die erste Lage oder die erste Faserlage können insbesondere die äußerste Lage der Beutelwand des Staubsaugerfilterbeutels bilden. In diesem Fall ist dann die erste Lage oder die erste Faserlage die bezüglich des Luftstroms am weitesten stromabwärts angeordnete Lage des Staubsaugerfilterbeutels. Insbesondere wenn die beschriebenen Materialverbunde in Form dieses Verbundes an äußerster Stelle liegen, weist der Filterbeutel eine hohe Stabilität bei guten Gebrauchseigenschaften auf. Der Materialverbund kann sich insbesondere über die gesamte Fläche der Beutelwand erstrecken.
  • Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Materialverbunds für einen Staubsaugerfilterbeutel mit den Schritten bereit:
    • Bereitstellen einer ersten Lage aus einem Netz oder einer gelochten Folie mit einer Luftdurchlässigkeit von wenigstens 10000 l/(m2 s);
    • Bereitstellen einer ersten Faserlage aus Chemiefasern und/oder pflanzlichen Fasern auf einer Seite der ersten Lage,
    • Verbinden der ersten Lage mit der ersten Faserlage.
  • Mit einem derartigen Verfahren kann insbesondere einer der zuvor beschriebenen Materialverbunde und damit auch einer der zuvor beschriebenen Staubsaugerfilterbeutel hergestellt werden.
  • Das Verbinden kann insbesondere vollflächig erfolgen. Der Schritt des Verbindens kann thermisch erfolgen. Es kann grundsätzlich punktförmig oder flächig erfolgen. Insbesondere kann es mittels einer glatten Kalanderwalze oder mittels eines Bandkalanders erfolgen. Der Schritt des Verbindens kann somit eine Führen durch glatte Kalanderwalzen oder einen Bandkalander umfassen.
  • Die Schritte des Bereitstellens können durch ein Ablegen der ersten Lage auf der ersten Faserlage oder durch ein Ablegen der ersten Faserlage auf der ersten Lage erfolgen.
  • Die erste Lage und/oder die erste Faserlage können die oben im Zusammenhang mit dem Materialverbund beschriebenen Eigenschaften und Parameter aufweisen. Beispielweise kann das Netz ein extrudiertes Netz oder ein gewebtes Netz sein. Die erste Faserlage kann insbesondere eine Vliesstofflage sein.
  • Bei dem genannten Verfahren kann die erste Lage mit einem Flächengewicht von 5 bis 30 g/m2, insbesondere 7 bis 20 m2, und/oder einer Dicke von 0,1 bis 1,5 mm, insbesondere 0,2 bis 0,6 mm, bereitgestellt werden.
  • Die erste Lage kann mit einer mittleren Lochquerschnittsfläche von 2 bis 900 mm2, insbesondere 5 bis 50 mm2, und/oder einer Luftdurchlässigkeit von wenigstens 11000 l/(m2s), insbesondere von wenigstens 13000 l/(m2s), insbesondere von wenigstens 15000 l/(m2s), bereitgestellt werden. Die erste Faserlage kann Fasern mit einer Feinheit von höchstens 5 dtex, insbesondere von höchstens 3 dtex, aufweisen. Die erste Lage kann ein Netz mit einer Maschenweite von 2 mm bis 30 mm sein.
  • Die zuvor beschriebenen Verfahren können weiterhin ein Bereitstellen einer zweiten Faserlage aus Chemiefasern und/oder pflanzlichen Fasern umfassen. Insbesondere kann die zweite Faserlage auf der der ersten Faserlage abgewandten Seite der ersten Lage bereitgestellt werden. Der Schritt des Verbindens kann ein Verbinden der zweiten Faserlage mit der ersten Lage, insbesondere an der der ersten Faserlage abgewandten Seite, umfassen. Insbesondere können beide Faserlagen gleichzeitig mit der ersten Lage und/oder miteinander verbunden werden. Dies bedeutet, dass das Bereitstellen der beiden Faserlagen und der ersten Lage vor dem Schritt des Verbindens erfolgen kann. Der Schritt des Verbindens kann derart erfolgen, dass Fasern der ersten und zweiten Faserlage in den Maschen bzw. Poren der ersten Lage miteinander verbunden werden. Das Verbinden kann derart erfolgen, dass die erste Lage durch Fasern der ersten und/oder zweiten Faserlage vollständig umschlossen wird.
  • Bei den genannten Verfahren kann der Schritt des Verbindens thermisch, insbesondere mittels Kalandrierens, und/oder mittels eines Klebemittels erfolgen. Die thermische Verbindung erfolgt beispielsweise entweder dadurch, dass das Netz Bikomponentenmaterial umfasst oder die Stapelfasern Bikomponentenfasern und/oder Schmelzbindefasern umfassen, und/oder indem z. B. Hotmelt zur Verbindung aufgesprüht oder Hotmeltpulver auf- oder eingestreut wird. Auch andere Verbindungsverfahren sind möglich.
  • Die zweite Faserlage kann die oben im Zusammenhang mit dem Materialverbund beschriebenen Eigenschaften und Parameter aufweisen. Die erste und/oder zweite Faserlage können jeweils eine trockengelegte oder nassgelegte Vliesstofflage oder eine Extrusionsvliesstofflage sein. Bei der ersten und/oder zweiten Faserlage kann es sich insbesondere um eine, insbesondere kardierte, Stapelfaserlage handeln.
  • Für die Faserlagen und die erste Lage können ebenfalls, wie bereits oben beschrieben, Materialien mit den genannten Materialparametern verwendet werden.
  • Die Erfindung stellt auch ein Materialverbund erhältlich durch die zuvor beschriebenen Verfahren bereit.
  • Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Staubsaugerfilterbeutels bereits, umfassend ein Herstellen eines Materialverbunds gemäß einem der zuvor beschriebenen Verfahren und ein Konfektionieren des Materialverbunds zu einem Staubsaugerfilterbeutel.
  • Vor dem Konfektionieren kann noch ein Bereitstellen wenigstens einer Filterlage erfolgen. Dann kann noch ein Schritt eines Verbindens der wenigstens einen Filterlage mit dem Materialverbund vor dem Konfektionieren erfolgen.
  • Die Erfindung stellt außerdem einen Staubsaugerfilterbeutel erhältlich durch die zuvor beschriebenen Verfahren bereit.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen und der Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt
    • Fig. 1
    schematisch den Aufbau eines ersten beispielhaften Materialverbunds;
    Fig. 2
    schematisch einen zweiten Aufbau eines beispielhaften Materialverbunds;
    Fig. 3
    schematisch den Aufbau eines dritten beispielhaften Materialverbunds.
  • Für die Bestimmung der verschiedenen Parameter werden die folgenden Verfahren verwendet. Die Luftdurchlässigkeit wird gemäß DIN EN ISO 9237: 1995-12 bestimmt. Eingesetzt wurde das Luftdurchlässigkeits-Prüfgerät FX3300 der Texttest AG. Es wurde insbesondere mit einem Differenzdruck von 200 Pa und einer Prüffläche von 25 cm2 gearbeitet.
  • Das Flächengewicht wird gemäß DIN EN 29073-1: 1992-08 bestimmt. Für die Bestimmung der Dicke wird das Verfahren gemäß Norm DIN EN ISO 9073-2: 1997-02 eingesetzt, wobei für ein extrudiertes Netz oder eine gelochte Folie das Verfahren A verwendet wird.
  • Die mittlere Lochquerschnittsfläche wird optisch, beispielsweise mittels eines Messmikroskop oder Bildanalyse, bestimmt, wobei über wenigstens 100 Löcher bzw. Poren gemittelt wird und für jedes Loch die geringste Querschnittsfläche parallel zur Grundfläche herangezogen wird.
  • Die Maschenweite wird gemäß DIN ISO 9044 als Abstand zwischen zwei benachbarten Stegen oder Fäden in der Projektionsebenen und in der Mitte der Masche bestimmt.
  • Die Bestimmung der Höchstzugkraft und Höchstzugkraftdehnung wurde gemäß DIN EN 29073-3: 1992-08 durchgeführt. Zur Feinheitsbestimmung wurde DIN EN ISO 1973: 1995-12 herangezogen.
  • Sofern nichts anderes gesagt, werden die oben genannten Verfahren auch zur Bestimmung der entsprechenden Parameter von extrudierten Netzen oder gelochten Folien verwendet.
  • Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines beispielhaften Materialverbunds. Eine erste Lage 101 ist in Form eines extrudierten oder gewebten Netzes oder einer gelochten Folie vorgesehen. Ein derartiges extrudiertes Netz kann beispielsweise gemäß der DE 35 08 941 hergestellt werden.
  • Alternativ können beispielsweise von der Firma Conwed die Netze R03650, RO5340 oder Thermanet R03434 verwendet werden. So weist beispielsweise das Netz R03650 eine Luftdurchlässigkeit von größer als 15000 l/(m2s), ein Flächengewicht von 10,54 g/m2, eine Maschenweite von 4,2 x 4,2 mm und eine Dicke von 0,3 mm auf.
  • Ein Beispiel für ein geeignetes gewebtes Netz ist unter der Nummer 3945/85 von Chavanoz Industrie erhältlich. Die Luftdurchlässigkeit liegt bei über 15000 l/(m2 s), das Flächengewicht beträgt 17 g/m2 und die Höchstzugkraft liegt bei 50 N.
  • Weitere mögliche Materialien können von DeIStar Technologies, Inc. erhalten werden, beispielsweise die gelochte Folie X220NAT mit einer Luftdurchlässigkeit von 10500 l/(m2 s), einer Dicke von 0,26 mm, einem Flächengewicht von 26 g/m2, einer Höchstzugkraft von 60 N und einer Höchstzugkraftdehnung von 30 %.
  • Mit dieser ersten Lage wird eine erste Faserlage 102 verbunden. Diese Faserlage kann insbesondere Stapelfasern oder Endlosfasern umfassen oder aus diesen bestehen. Mögliche Fasern sind beispielsweise Monokomponentenfasern aus Polypropylen oder Polyester oder auch Bikomponentenfasem. Weiterhin kann die Faserlage 102 auch Schmelzfasern zum nachfolgenden Verbinden mit der ersten Lage umfassen.
  • Bei der Herstellung eines Materialverbunds gemäß Fig. 1 kann beispielsweise zunächst die erste Lage 101 abgelegt werden, wonach ein Ablegen der ersten Faserlage 102 auf der ersten Lage 101 erfolgt. Alternativ kann auch zuerst die erste Faserlage 102 abgelegt werden, auf der dann die erste Lage 101 abgelegt wird.
  • Ein Verbinden der ersten Lage 101 und der ersten Faserlage 102 kann auf verschiedene Arten erfolgen, wobei dieses Verbinden grundsätzlich unabhängig von den übrigen Lagen des Materialverbunds sein kann. Beispielsweise können die beiden Lagen thermisch, insbesondere mittels Kalandrierens, verbunden werden. Hierfür weist zumindest eine der beiden Lagen eine thermoplastische Komponente auf. Beispielsweise kann die erste Faserlage thermoplastische Fasern, beispielsweise in Form von Bikomponentenfasern und/oder in Form von beigefügten Schmelzfasern, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Lage ein thermoplastisches Polymer umfassen; so kann beispielsweise die erste Lage in Form eines extrudierten Bikomponentennetzes vorgesehen sein. Das Kalandrieren kann insbesondere flächig (mit glatten Walzen oder einem Bandkalander) durchgeführt werden. Durch das Kalandrieren werden zumindest einige der Fasern der ersten Faserlage mit der ersten Lage verbunden.
  • Beispielsweise kann zuerst die erste Lage 101 (beispielsweise ein Netz) abgelegt werden. Auf diese erste Lage wird dann eine erste Faserlage 102 in Form einer Vliesstofflage aus Stapelfasern abgelegt. Anschließend werden die erste Lage und die erste Faserlage durch einen Bandkalander geführt, wodurch die Fasern der ersten Faserlage untereinander und mit der ersten Lage thermisch verbunden werden. Dabei ragen insbesondere Fasern der ersten Faserlage in die Poren oder Löcher der ersten Lage.
  • Gemäß einer Variante kann beispielsweise zuerst die erste Faserlage 102 abgelegt werden und dann mit einem Klebstoff, beispielsweise Hotmelt, besprüht werden. Danach wird die erste Lage 101 abgelegt und durch einen Bandkalander, so dass eine Klebeverbindung erfolgt.
  • Als zweite Faserlage 103 kann beispielsweise eine Meltblownlage folgen. Die dritte Faserlage 103 ist mit der ersten Faserlage 102 an der der ersten Lage 101 abgewandten Seite verbunden. Diese Verbindung kann beispielsweise thermisch (insbesondere durch einen Bandkalander) erfolgen.
  • Eine weitere Faserlage 104 kann zusätzlich vorgesehen sein. Diese Faserlage kann beispielsweise eine Spunbondlage sein. Auch die Faserlage 104 kann beispielsweise thermisch oder durch Ultraschallschweißen mit den übrigen Lagen verbunden sein.
  • Wenn aus dem Materialverbund gemäß Fig. 1 ein Staubsaugertlterbeutel konfektioniert wird, so kann die erste Lage 101 als äußerste Lage des Staubsaugerfilterbeutels angeordnet sein.
  • Damit ist die erste Lage 101 bezüglich des Luftstroms im Betrieb am weitesten stromabwärts angeordnet, was durch die Pfeile in Fig. 1 illustriert wird. Alternativ können die Lagen 101 und 102 jedoch auch vertauscht sein, so dass dann die erste Faserlage 102 im konfektionierten Staubsaugerbeutel die innerste Lage bilden würde, gefolgt von der ersten Lage 101. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass ein Verhaken des Netzes oder der Folie 101 im Staubsaugergehäuse vermieden würde.
  • Für die Beutelwand eines Staubsaugerfilterbeutels werden dem in Figur 1 gezeigten Materialverbund vorzugsweise noch weitere Materiallagen hinzugefügt, wie sie beispielhaft in Figuren 2 und 3 gezeigt sind.
  • Fig. 2 illustriert schematisch ein weiteres Beispiel eines Materialverbundaufbaus. In dem gezeigten Beispiel ist die erste Lage 202, bei der es sich beispielsweise um ein extrudiertes Netz handeln kann, auf beiden Seiten mit einer zweiten Faserlage 201 und einer dritten Faserlage 203 verbunden. Bei der Herstellung kann beispielsweise zunächst die eine der beiden Faserlagen, dann die erste Lage 202 und schließlich die andere Faserlage abgelegt werden. Bei den Faserlagen kann es sich insbesondere um kardierte Vliesstoffe oder Extrusionsvliesstoffe handeln, die jedoch unterschiedliche Fasern bzw. unterschiedliche Parameter (wie Flächengewicht und Dicke) aufweisen können. Alternativ können die beiden Faserlagen jedoch auch gleich sein. Nach dem Ablegen dieser drei Lagen kann dann beispielsweise eine Verbindung mittels eines Bandkalanders erfolgen, so dass beide Faserlagen mit der dazwischen liegenden ersten Lage verbunden werden.
  • Stromaufwärts folgt eine kardierte Vlieslage 204 und eine Lage 205, die durch ein extrudiertes Netz oder eine gelochte Folie gebildet wird. Die Meltblownlage kann analog zu dem Beispiel in Fig. 1 ausgebildet sein. Die innerste Lage 205 wird in dem gezeigten Beispiel durch ein extrudiertes Netz oder eine gelochte Folie gebildet und erfüllt in erster Linie eine Stabilisierungsfunktion. Die Vlieslage 204 und die Lage 205 können beispielsweise mit einem Gravurkalander verbunden sein. Eine Verbindung mit dem Materialverbund aus den Lagen 201, 202 und 203 kann thermisch unter Zuhilfenahme von Hotmelt erfolgen.
  • Die in Figur 2 und 3 gezeigten Materialverbunde sind geeignet, die Beutelwand eines Staubsaugerfilterbeutels zu bilden.
  • In Fig. 3 ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Materialverbunds illustriert. Bei dem gezeigten Aufbau sind stromabwärts beide Seiten eines extrudierten Netzes 302 mit einer Vliesstofflage 301 und 303 versehen. In einem StaubsaugerFlterbeutel wird die Vliesstofflage 301 die Außenlage bilden. Die Vliesstofflagen 301 und 303 werden mittels eines Bandkalanders mit dem extrudierten Netz 302 verbunden. Dieser Materialverbund kann wie unten beschrieben erhalten werden.
  • Weiter stromaufwärts befinden sich zwei Meltblownlagen 304 und 305, gefolgt von einer Vlieslage 306 aus elektrostatisch geladenen Stapelfasern. Die Lagen 304, 305 und 306 werden durch Kalandrieren, beispielsweise mittels eines Ultraschallkalanders, miteinander und den ersten drei Lagen verbunden. Stromaufwärts angeordnet folgt ein Laminat aus einem extrudierten Netz 308, das auf beiden Seiten eine kardierte Stapelfaserlage 307 bzw. 309 aufweist.
  • Ein Materialverbund wie aus den Lagen 301, 302, und 303 in der Figur 3 beseht aus drei Lagen. Dabei sind zwei Faserlagen jeweils an einer Seite einer ersten Lage in Form eines Netzes angeordnet, so dass das Netz zwischen den beiden Faserlagen angeordnet ist. Bei den Faserlagen handelt es sich um Vliesstofflagen, beispielsweise aus Stapelfasern. Bei der Herstellung wird das Netz zwischen den beiden Vliesstofflagen abgelegt. Für eine thermische Verbindung umfassen die Faserlagen und/oder das Netz eine oder mehrere thermoplastische Komponenten. So kann beispielsweise das Netz aus einem Monokomponentenmaterial bestehen, die beiden Faserlagen jedoch Bikomponentenfasern enthalten. Statt der Bikomponentenfasern können die Faserlagen auch Schmelzfasern umfassen. Alternativ oder zusätzlich besteht das Netz aus Bikomponentenmaterial. Gemäß einer weiteren Variante kann ein Klebemittel, wie beispielsweise ein Hotmelt, vorgesehen sein.
  • Dann werden die drei Lagen durch einen Bandkalander geführt, so dass durch die thermoplastischen Komponenten eine Klebeverbindung entsteht. Dabei werden Fasern innerhalb der jeweiligen Faserlagen, Fasern der beiden Faserlagen mit dem Netz und Fasern einer Faserlage mit Fasern der anderen Faserlage verbunden. Letzteres erfolgt durch die Maschen oder Poren des Netzes hindurch; die Fasern der Faserlagen ragen also in die Maschen des Netzes und werden darin miteinander verbunden. Auf diese Weise wird ein sehr stabiler Verbund erreicht, dessen Lagen gegeneinander nicht verschiebbar sind und bei dem das Netz durch die Fasern der beiden Faserlagen vollständig umschlossen ist.
  • Es versteht sich, dass die zuvor beispielhaft aufgeführten Lagen (beispielsweise aus einem Netz, einer Folie, einem Vlies oder einem Vliesstoff) auch in anderer Art und Weise angeordnet und gegebenenfalls miteinander verbunden werden können. Weiterhin versteht es sich, dass in den Figuren weder die gezeigten Lagen in einer realistischen Dimensionierung noch die mikroskopische Anordnung der Fasern der verschiedenen Lagen wiedergegeben ist.

Claims (27)

  1. Staubsaugerfilterbeutel mit einem Materialverbund umfassend:
    eine erste Lage aus einem Netz oder einer gelochten Folie mit einer Luftdurchlässigkeit von wenigstens 10000 l/(m2 s),
    eine erste Faserlage aus Chemiefasern und/oder pflanzlichen Fasern, die mit einer Seite der ersten Lage verbunden ist.
  2. Staubsaugerfilterbeutel nach Anspruch 1, wobei das Netz ein extrudiertes Netz oder ein gewebtes Netz ist.
  3. Staubsaugerfilterbeutel nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Lage ein Flächengewicht von 5 bis 30 g/m2, insbesondere 7 bis 20 g/m2, und/oder eine Dicke von 0,1 bis 1,5 mm, insbesondere 0,2 bis 0,6 mm, aufweist.
  4. Staubsaugertlterbeutel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Lage eine mittlere Lochquerschnittsfläche von 2 bis 900 mm2, insbesondere 5 bis 50 mm2, und/oder eine Luftdurchlässigkeit von wenigstens 11000 l/(m2 s), insbesondere von wenigstens 13000 l/(m2 s), aufweist.
  5. Staubsaugerfilterbeutel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Lage ein Netz mit einer Maschenweite von 2 mm bis 30 mm ist.
  6. Staubsaugerfilterbeutel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Lage eine Höchstzugkraft in Maschinenrichtung und/oder in Querrichtung von 30 bis 200 N, insbesondere von 40 bis 110 N, und/oder eine Höchstzugkraftdehnung in Maschinenrichtung und/oder in Querrichtung von 10 bis 70 %, insbesondere von 10 bis 30 %, aufweist.
  7. Staubsaugerfilterbeutel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Faserlage Fasern mit einer Feinheit von höchstens 5 dtex, insbesondere von höchstens 3 dtex, aufweist.
  8. Staubsaugerfilterbeutel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Materialverbund eine zweite Faserlage aus Chemiefasern und/oder pflanzlichen Fasern, die mit der ersten Lage an der der ersten Faserlage abgewandten Seite verbunden ist, umfasst.
  9. Staubsaugerfilterbeutel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste und/oder die zweite Faserlage thermisch, insbesondere mittels Kalandrierens, und/oder mittels eines Klebemittels mit der ersten Lage verbunden ist.
  10. Staubsaugerfilterbeutel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste und/oder die zweite Faserlage in Form einer Vliesstofflage ausgebildet ist.
  11. Staubsaugerfilterbeutel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste und/oder die zweite Faserlage in Form einer Vliesstofflage aus Stapelfasern ausgebildet ist.
  12. Staubsaugerfilterbeutel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite Faserlage jeweils eine trockengelegte oder nassgelegte Vliesstofflage oder eine Extrusionsvliesstofflage ist.
  13. Staubsaugerfilterbeutel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Faserlage und/oder die zweite Faserlage ein Flächengewicht von 5 bis 60 g/m2, insbesondere von 5 bis 30 g/m2 aufweist.
  14. Staubsaugerfilterbeutel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Verbund aus erster Lage und erster Faserlage oder aus erster Lage, erster Faserlage und zweiter Faserlage eine Luftdurchlässigkeit von 2000 bis 12000 l/(m2 s), insbesondere 4000 bis 10000 l/(m2 s), aufweist.
  15. Staubsaugerfilterbeutel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Lage, die erste Faserlage oder die zweite Faserlage die äußerste Lage der Beutelwand bilden.
  16. Verfahren zum Herstellen eines Materialverbunds für einen Staubsaugerfilterbeutel mit den Schritten:
    Bereitstellen einer ersten Lage aus einem Netz oder einer gelochten Folie mit einer Luftdurchlässigkeit von wenigstens 10000 l/(m2 s),
    Bereitstellen einer ersten Faserlage aus Chemiefasern und/oder pflanzlichen Fasern auf einer Seite der ersten Lage,
    Verbinden der ersten Lage mit der ersten Faserlage.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Verbindens thermisch, insbesondere mittels eines Bandkalanders, erfolgt.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Schritte des Bereitstellens durch ein Ablegen der ersten Lage auf der ersten Faserlage oder durch ein Ablegen der ersten Faserlage auf der ersten Lage erfolgt.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16-18, wobei das Netz ein extrudiertes Netz oder ein gewebtes Netz ist.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 - 19, wobei die erste Lage mit einem Flächengewicht von 5 bis 30 g/m2, insbesondere 7 bis 20 g/m2, und/oder einer Dicke von 0,1 bis 1,5 mm, insbesondere 0,2 bis 0,6 mm, bereitgestellt wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 - 20, wobei die erste Lage mit einer mittleren Lochquerschnittsfläche von 2 bis 900 mm2, insbesondere 5 bis 50 mm2, und/oder einer Luftdurchlässigkeit von wenigstens 11000 l/(m2 s), insbesondere von wenigstens 13000 l/(m2 s), bereitgestellt wird.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16-21, wobei die erste Lage ein Netz mit einer Maschenweite von 2 mm bis 30 mm ist.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 - 22, wobei die erste Lage eine Höchstzugkraft in Maschinenrichtung und/oder in Querrichtung von 30 bis 200 N, insbesondere von 40 bis 110 N, und/oder eine Höchstzugkraftdehnung in Maschinenrichtung und/oder in Querrichtung von 10 bis 70 %, insbesondere von 10 bis 30 %, aufweist.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 - 23, wobei die erste Faserlage Fasern mit einer Feinheit von höchstens 5 dtex, insbesondere von höchstens 3 dtex, aufweist.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 - 24, weiterhin umfassend ein Bereitstellen einer zweite Faserlage, und wobei der Schritt des Verbindens ein Verbinden der zweiten Faserlage mit der ersten Lage an der der ersten Faserlage abgewandten Seite umfasst.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 16-25, wobei der Schritt des Verbinden thermisch, insbesondere mittels Kalandrierens, du/oder mittels eines Klebemittels erfolgt.
  27. Staubsaugerfilterbeutel umfassend eine Materiallage erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 16 - 26.
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